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用无菌苗法鉴定油菜对菌核病的抗性及抗病生理研究

张志元  
【摘要】: 油菜菌核病抗性鉴定的方法很多,但都有一定的局限性。如发病条件难以控制,标准难以掌握,抗感水平难以比较。因此,探索一种发病条件可控,标准客观,各地通用的油菜菌核病抗性鉴定新方法就显得尤为重要。 本研究率先提出、了用无菌苗法鉴定油菜对菌核病抗性的技术体系和理论基础,探讨了油菜抗菌核病的生理生化机制,主要结果如下: 1、无菌苗的培养获得 由于油菜种子中栖息有内生菌(endophytes),严重影响无菌苗的培养,在供试的8个品种中,带菌率(即:油菜种子经表面消毒后,在PSA平板培养基上培养,5天后调查,统计得到的长出菌落的种子数占供试种子数的百分比,亦即菌落出现频率)最低的品种084,其菌落出现频率也达70.8%;带菌率最高的为甘油5号,菌落出现频率(即带菌率)高达100%。 采用组织分离法首次探明了油菜内生菌在种子内栖息的部位:油菜内生真菌(endophytic fungi)既可栖息在种皮,也可栖息在胚中,而内生细菌(endophytic bacterium)则只栖息于胚中。 采用不同杀菌剂恒温下浸种的方法,发现50%地菌杀净可湿性粉剂对油菜种子内生菌有很强的杀菌作用。在对油菜品种M004和甘油5号的杀菌实验中,地菌杀净处理的平均带菌率分别为0和1.1%,极显著地低于无菌水对照和常规消毒剂——0.1%升汞处理。 地菌杀净浸种的最佳技术参数是:使用浓度为1000mg/L;处理温度为37℃;处理时间为7h。 2、无菌苗接种菌核病菌后有效鉴定时间的研究 对油菜不同品种的无菌苗接种S. sclerotiorum后24、42、66、72h,分别调查发病率(P)和病情指数(ID)并对各品种的ID值进行方差分析,以比较品种间差异显著程度,据此确定有效鉴定时间。研究表明:有效鉴定时间为无菌苗接种后42——66h。因为此期供试材料发病充分,且抗、感类型差异显著。 3、无菌苗接种法鉴定油菜对菌核病的抗性结果 采用无菌苗法鉴定几个油菜品种对菌核病的抗性,结查表明:属于高抗品种2个,即M004和中R-888;低抗品种1个,为085,中感品种1个(98C40)。 4、油菜对菌核病田间抗性鉴定结果 分别在油菜初花期和终花期进行田间鉴定。初花期鉴定结果表明,处理之间病情指数有显著差异,与无菌苗法鉴定的结果一致,M004和中R-888的病情指数比较接近,均属高抗类型,与无菌苗法和其它有关文献报道基本一致。 终花期茎杆接种鉴定结果显示:5份材料之间抗病性有显著差异。其病斑面积大小的排列顺序为排菜>甘油5号>M004>中R—888。该顺序与无菌苗法和其它有关文献报道结果基本一致。 子叶期(无菌苗接种)、初花期(叶片接种)、终花期(茎杆接种)三个时期鉴定结果表明,油菜品种间抗、感差异基本一致。 5、油菜抗菌核病的生理生化机制。 油菜品种Ca~(2+)含量与抗病性呈正相关,三个抗病品种(M004,中R-888,085)组织中的Ca~(2+)含量均高于中感品种(甘油5号)和感病品种98C40,高抗品种中R-888比中感品种甘油5号植株组织中的Ca~(2+)含量高16.4%。油菜植株组织中的铁含量高,感病性强,而锰、锌、铜的含量与抗菌核病没有相关性。 单宁含量与抗病性的关系,实验结果表明,各供试品种,接种处理比对照(不接种)的单宁含量高,M004、中R-888、085,甘油5号,98C40处理比对照分别高25.9%、25.4%、43.3%、40.0%和16.7%,品种间相比,无论对照还是处理,抗性强的品种单宁含量均高于感病品种(98C40)。 丙二醛的含量与油菜对菌核病的抗病性没有明显的关系。 内源草酸与抗病性的关系: 油菜植株的内源草酸含量与品种的抗病性有关,抗病性强的品种,内源草酸含量高些,M004、中R-888和085的内源草酸含量分别比感病品种98C40高22.2%、16.0%和10.4%。 PAL酶活与抗病性的关系,抗性强的品种接种菌核菌后,叶片中PAL酶活性较对照增加,M004、中R-888、085、甘油5号分别比,对照增加25.9%、11.5%、41.4%、30.1%。而感病品种接种后叶片中PAL酶活性比对照降低了11.5%。 SOD酶活性与抗病性的关系,不同类型的品种在接种菌核菌后,叶片中SOD活性变化不同。感病品种受到菌核菌侵染后,叶片中SOD酶活性增加值大于抗病品种。 呼吸强度与抗病性的关系,接种后呼吸强度降低快的品种抗性强。 无菌苗法鉴定油菜对菌核病的抗性,能够反应油菜品种间先天性抗性的差异,这种差异是在一定遗传背景下由抗性生理决定的。矿质元素(钙、铁)、次生代谢产物(单宁、内源草酸)的含量、抗病酶系的活性及呼吸强度上的差异,均为基因调控的结果,故用此项新技术,鉴定出的结果准确可靠。


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